论文部分内容阅读
本文以镉(Cd2+)、铬(Cr6+)和硒(Se)为材料,以杂交水稻“Ⅰ优974”为研究对象,采用溶液培养,通过研究镉、铬胁迫以及Se对水稻幼苗生理生化的影响,研究了重金属胁迫对水稻伤害机理及水稻耐性机制,同时进行了低浓度的Se在一定程度上缓解重金属离子对水稻的毒害作用机理的研究。结果表明:1.镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗生长量的影响(1)Cd2+、Cr6+在较低的浓度(≤25μmol/L)时,促进了水稻幼苗生长量的增加;随着Cd2+、Cr6+浓度的增加,水稻幼苗的生长受到了抑制,表现在株高、根长、鲜重和干重均减少,对水稻幼苗生长的毒害作用镉大于铬。(2)低浓度的Se(≤15μmol/L),对水稻幼苗株高、主根长、鲜重和干重起促进作用;高浓度的Se(≥25μmol/L),则使水稻幼苗生长量受到不同程度的抑制。(3)低浓度的Se(15μmol/L)与Cd2+(100μmol/L)、Se(12.5μmol/L)与Cr6+(100μmol/L)混合,与Cd2+(100μmol/L)或Cr6+(100μmol/L)单一胁迫下比较,前者的株高、鲜重和干重均有增加,表明Se可能减轻Cd2+或Cr6+对水稻幼苗生长的毒害作用。2.镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗叶片叶绿素的影响(1)随着Cd2+、Cr6+以及Se浓度的提高,叶片的叶绿素含量呈现先上升后大幅度下降的趋势。(2)低浓度的Se(15μmol/L)与Cd2+(100μmol/L)、Se(12.5μmol/L)与Cr6+(100μmol/L)混合,与浓度100μmol/L的Cd2+或Cr6+单一胁迫下比较,Se可以减轻重金属离子对水稻幼苗叶绿素的分解。3.镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗叶片的膜脂过氧化作用(1)低浓度的Cd2+、Cr6+胁迫及Se能诱导水稻产生相应的防御措施,降低叶片中MDA的含量,减少膜脂过氧化产物;高浓度的镉、铬胁迫及Se能明显促进水稻叶片细胞的膜脂过氧化和脱脂,破坏了水稻体内的防御能力,增加叶片中MDA的含量。(2)低浓度的Se(15μmol/L)与Cd2+(100μmol/L)、Se(12.5μmol/L)与Cr6+(100μmol/L)混合,与Cd2+(100μmol/L)或Cr6+(100μmol/L)单一胁迫下相比,Se可有效降低被Cd2+、Cr6+胁迫所产生的膜脂过氧化水平,降低水稻叶片中MDA的含量。4.镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗叶片抗氧化酶活性的影响(1)随着Cd2+、Cr6+浓度的增加,水稻幼苗叶片POD活性均呈现出先上升后下降的趋势;SOD活性呈现持续上升后略有下降的趋势,且均高于对照;CAT活性先略有上升,后迅速下降的趋势。(2)低浓度的Se和Cd2+或Cr6+混合,与Cd2+或Cr6+单一胁迫下比较,能有效提高叶片的POD的活性,对SOD、CAT的活性影响不是很明显。POD的活性的提高,使水稻的抗逆性提高,水稻幼苗受重金属的毒害在一定程度上得到了缓解。5.镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗叶片抗氧化酶同工酶表达的影响(1)在正常情况下,水稻幼苗叶片有6条POD同工酶表达;SOD同工酶主要表达了Fe-SOD (SODⅤ) ,其余为Cu/Zn-SOD (SODⅢ、SODⅣ、SODⅥ)和未知酶带(SODⅠ),其中Cu/Zn-SOD (SODⅡ)不表达,Cu/Zn-SOD (SODⅢ、SODⅥ)表达较弱;CAT同工酶有1条表达。(2) Cd2+、Cr6+胁迫对水稻幼苗叶片POD、CAT同工酶表达的影响相似,都表现为低浓度下受到激活,高浓度下受到抑制;SOD同工酶的表达受到激活。Cd2+、Cr6+主要影响水稻叶片PODⅤ和PODⅥ的表达,说明这2条POD同工酶与水稻耐受镉和铬有关;对水稻叶片SOD同工酶表达的影响显著差异性不明显;水稻叶片CAT同工酶表达随着镉浓度的升高逐步受到抑制,而CAT同工酶的表达在低浓度铬下增强,高浓度下其表达有所减弱,说明水稻叶片CAT同工酶的表达对这2种重金属的敏感度不同。(3)低浓度的Se,叶片POD同工酶受到不同程度的激活,SODⅤ和SODⅥ同样受到激活,同时15、25μmol/L Se诱导出新的同工酶CATⅠ表达。